CN114188587A - 用于制造用于电池单元的单元堆垛的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造用于电池单元(8)的单元堆垛(57)的方法，其至少具有如下步骤：a)供应由第一材料构成的至少一个第一材料幅面(3)；b)在构造至少一个抗拉的运输区段(18)的情况下实施对于至少第一材料幅面(3)的第一裁剪；c)将第一材料幅面(3)与由第二材料构成的至少一个第二材料幅面(22)共同引导至部分堆垛(31)；d)实施部分堆垛(31)的第二裁剪，其中运输区段(18)被分开；e)将至少两个部分堆垛(31)布置成单元堆垛(57)。

Description

用于制造用于电池单元的单元堆垛的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于电池单元的单元堆垛(Zellstapel)的方法和装置。

背景技术

在现有技术中已知制造用于电池单元的单元堆垛，通过使用用于分开阴极薄片、阳极薄片和隔板薄片的单个设施(Einzelanlage)。以该方式制造的薄片然后分别单个地且分离地在储藏室中提供且在单个薄片堆垛的情形中在形成堆垛期间单个定位和取向。制造单元堆垛的该过程需要非常高的周期时间。

另一已知的方法是所谓的Z折叠，在其中隔板薄片围绕各个电极薄片缠绕，其然而同样必须在前置的过程步骤中预先分开且定位。同样Z折叠能够实现仅非常缓慢的周期时间。

此外，已知借助于叠层过程进行堆垛形成。对此然而需要使阴极薄片和阳极薄片以隔板薄膜叠层。对此所需的能够叠层的隔板薄膜然而相对昂贵。

迄今已知的构想具有不同的缺点。如此，单元堆垛形成当前是在生产电池单元时非常缓慢的过程。同样，所需的位置公差的保持在堆垛形成过程中在较短的周期时间中当前仅可极其困难地实现。此外，随着分开准备用于单元堆垛的单个薄片、紧接着的储藏、共同引导、堆垛和连接，需要一系列过程步骤，其分别需要材料的耗费的处理。大量过程步骤此外需要较大的设施技术上的耗费且可仅实现相对缓慢的周期时间。

发明内容

本发明的任务因此是，至少部分地解决从现有技术得出的问题。尤其，应说明如下方法和装置，利用其可特别快速地制造用于电池单元的单元堆垛。此外，应改善所使用的材料幅面(Werkstoffbahn)的位置准确度且减少设施技术上的耗费。

根据本发明的方法有助于解决该任务。在本发明中单个列举的特征以技术上有意义的方式可彼此组合且可通过来自说明书和/或来自图的细节的起阐释作用的事实补充，其中示出了本发明的另外的实施变型方案。

当前，提出了一种用于制造用于电池单元的单元堆垛的方法，其至少具有如下步骤：

a) 供应由第一材料构成的至少一个第一材料幅面；

b) 在构造至少一个抗拉的运输区段的情况下实施对于至少第一材料幅面的第一裁剪(Zuschnitt)；

c) 将第一材料幅面与由第二材料构成的至少一个第二材料幅面共同引导至部分堆垛；

d) 实施部分堆垛的第二裁剪，其中运输区段被分开；

e) 将至少两个部分堆垛布置成单元堆垛。

步骤a)至e)可至少一次以在此说明的顺序a)、b)、c)、d)和e)执行。可能的是，这些步骤不同频次且/或至少部分地时间上重叠地执行。

在此，首先将至少一个材料幅面供应给第一材料。材料幅面可例如选择用于应用为电池单元的阳极、阴极或隔板(Separator)。在此，对于阳极例如提供由含铜材料构成的基底和施覆其上的阳极活性层。相应地，例如含铝的材料作为基底适用于施覆其上的阴极活性层。对于隔板例如考虑柔性的微孔的塑料或织物。

材料幅面可优选地以较大的幅面长度供应给储备设备、如例如卷轴或盘管，从而在较长的时间段上可实现方法的连续的无中断的运行。

如果例如供应第一材料幅面，其适用于制造阳极，该幅面在第一剪切装置处可经受第一裁剪，其中裁剪如此实现，以至于至少一个抗拉的运输区段保留。运输区段在此应如此构造，以至于其可承受沿材料幅面的纵向方向的拉力。这允许，材料幅面在随后步骤中作为连贯的材料幅面加工，因为对于继续运输所述的力可导入到运输区段中。

在本发明的特别简单的实施方式中，如此裁剪的第一材料幅面然后简单地与第二材料幅面、如例如隔板共同引导至部分堆垛。尤其，同样隔板的第二材料幅面在例如作为隔板盘管的储备设备中保持，从而第一裁剪的过程和第一和第二材料幅面的共同引导可以以较高的速度实现。

在共同引导后，部分堆垛然后供应给第二裁剪，对此运输区段又用作用于驱动力的作用点。在第二剪切装置处之后可实现部分堆垛的第二裁剪，其中运输区段由部分堆垛分离且部分堆垛的隔间沿相对于部分堆垛的运动方向的横向的方向实现分离。

如此生成和分离的双层的部分堆垛然后具有阳极和隔板。该部分堆垛然后可布置成单元堆垛。

尤其可设置成，第一材料幅面和第二材料幅面以不同的尺寸裁剪。对于电池单元的安全需要的是，隔板沿所有方向且以足够的程度伸出超过待绝缘的阳极或阴极，以便可靠地避免在这两个材料幅面之间的电流。在此，隔板超过阴极的过量应循环地为约3mm且超过阳极为约1.5mm。这意味着，隔板应大于阴极约6mm且大于阳极约3mm。

这些不同的大小可优选地已经在第一裁剪的范畴中借助于第一剪切装置生成，其对于每种材料幅面实施单独的裁剪。对此例如阴极加上所需的运输区段的宽度被裁剪到期望的宽度上。同时，阳极加上3mm的过量且加上运输区段的宽度被裁剪到期望的宽度上。最终，隔板加上6mm的过量被裁剪到期望的宽度上。在此应说明，在所有三个材料幅面中已经同样可带入横向的截面。仅重要的是，在此始终至少一个运输区段被保持，其适用于接收且继续传导沿材料幅面的纵向的方向起作用的拉力。如果此时使材料幅面侧向上相应地彼此取向，它们可被共同引导且供应给第二剪切装置用于第二裁剪，以便之后获得分开的部分堆垛，它们可互相堆垛。

特别有利地，在裁剪时可在材料幅面中、尤其在运输区段中创造运输接合器件或窗口区段。这优选地已经在第一裁剪的情形中实现，通过例如将较小的窗口或孔带入到材料幅面中，在其处用于继续运输的驱动器可以以销、驱动轮等接合。

尤其，部分堆垛可由至少四个材料幅面形成。在此，首先以两个电极和两个隔板的形式的材料幅面的组合是有利的。如果从这些材料幅面形成可能的组合，则由此制造的部分堆垛可直至单元堆垛的所需高度相叠布置，在其处仅需要作为第一或作为最后的材料幅面附加隔板。

如果例如选择由相叠布置的阳极、隔板、阴极、隔板构成的组合，则必须在开始布置部分堆垛时置入单个隔板，因为否则处于下方的阳极未被绝缘。

如果相反选择由相叠布置的隔板、阳极、隔板、阴极构成的组合，则必须在结束布置部分堆垛时放上单个隔板，因为否则处于上方的阴极未被绝缘。

尤其，在已经裁剪至少两个材料幅面时可构造导体小旗(Ableiterfähnchen)。这首先在阳极和阴极的材料幅面的情形中提供。在此可能的是，导体(Ableiter)在第一和第二裁剪中已经完全地且没有附加耗费地构造，通过仅选择相应的和合适的截面轮廓。

尤其，可将根据本发明制造的单元堆垛在直接紧接的方法步骤中以连接器件、如例如带子或胶带连接成单元包(Zellpaket，有时也称为电池包)。该附加的步骤可特别简单地联接到本方法处。

对于自动布置特别有利的是，在将部分包布置成单元堆垛时将至少一个附加的材料幅面布置在单元堆垛中。如已经之前描述的，该材料幅面可或者在单元包的下侧处且因此在开始布置部分堆垛时或者在单元包的上侧处且因此在结束布置部分堆垛时带入到单元堆垛中。

带有根据本发明的单元堆垛的电池单元具有如下优点，即其可成本适宜地制造且各个材料幅面由于自动化的且连续的加工特别位置准确地彼此布置。这降低了成本且提高了电池单元的寿命或可靠性。

尤其，这同样适用于带有至少一个根据本发明的电池单元的机动车。

此外由本发明提出的用于制造单元堆垛的装置具有用于至少一个第一材料幅面和第二材料幅面的至少两个储备设备、用于裁剪材料的至少一个第一剪切装置和第二剪切装置、以及用于输送材料幅面的运输装置、用于共同引导材料幅面的设备、和堆垛装置，其中第一剪切装置生成至少一个抗拉的条带形的运输区段，第二剪切装置沿纵向方向布置在用于共同引导材料幅面的设备后且构造用于生成材料幅面的完全横向的分离。运输区段沿纵向方向看优选地在材料幅面的外边缘处构造且具有小于材料幅面的宽度的25%的宽度。在实践中，在2mm-30mm的范围中的宽度已经可完全足够。如果多个运输区段设置在不同的材料幅面处，则它们可横向于纵向方向彼此错位地布置，从而例如驱动设备可彼此独立地在这些运输区段处产生接合。备选地，驱动设备也可同时与多个运输区段处于接合且由此确保多个材料幅面的同步运输。

尤其，第一剪切装置可构造用于至少两个材料幅面的平行裁剪。

此外可设置成，第一剪切装置构造用于将至少一个材料幅面平行于纵向方向分开成大量材料幅面。由此也可能例如在第一剪切装置中加工较宽的材料幅面。在此优选地首先实施期望的第一裁剪且然后材料幅面划分到所需宽度。如此可例如裁剪用于隔板的材料幅面，其具有所需的隔板的双倍宽度。如果将该较宽的材料幅面在第一裁剪中此时划分成隔板的两个材料幅面，这两个材料幅面可例如立即在带有两个电极和两个隔板的部分堆垛的范畴中无中断地且连续地继续加工。

预防性地说明，在此使用的数词(“第一”、“第二”…)首先(仅)用于区分多个同类型的对象、大小或过程，即尤其不强制性地预先确定这些对象、大小或过程彼此的相关性和/或顺序。如果相关性和/或顺序应是需要的，这在此明确地说明或对于本领域技术人员在学习具体描述的设计方案时公开地得出。

附图说明

本发明以及技术领域随后根据附图更详细地阐释。应指出如下，本发明不应限于所列举的实施例。尤其同样可能的是，只要未明确另外呈现，提取在附图中阐释的事实的部分方面且与来自本说明书的其他组成部分和知识组合。尤其应指出如下，附图和尤其呈现的大小比例仅为示意性的。其中：

图1示出了用于阳极的第一剪切装置的侧向上的截面图；

图2示出了朝向根据图1的剪切装置的俯视图；

图3示出了朝向在第一裁剪后的阳极的俯视图；

图4示出了朝向在第一裁剪后的阴极的俯视图；

图5示出了用于隔板的第一剪切装置的侧向上的截面图；

图6示出了朝向用于隔板的两个可能的裁剪的俯视图；

图7示出了四个材料幅面的可能的组合；

图8示出了自材料幅面的共同引导起的过程的侧视图；

图9示出了朝向四个共同引导的材料幅面的俯视图；

图10示出了第一夹紧装置(Spannvorrichtung，有时也称为张紧装置)的接合方式；

图11示出了第一夹紧装置的闭合；

图12示出了第二夹紧装置的接合方式；

图13示出了第二夹紧装置的闭合；

图14示出了凸轮驱动器的侧视图；

图15示出了穿过凸轮驱动器的凸轮齿轮(Nockenrad)的截面图；

图16示出了带有第一、第二和第三夹紧装置的俯视图和侧视图；

图17示出了朝向第二剪切装置的俯视图；

图18示出了第二剪切装置的第一滚子的斜视图；

图19示出了第二剪切装置的侧向上的截面图；

图20示出了带有第二剪切装置和两个储藏室的俯视图和侧视图；

图21示出了第三夹紧装置、抓取器件和储藏室的侧视图；

图22示出了朝向带有完成的和未完成的单元包的输送带的俯视图；

图23示出了用于粘接单元堆垛的第一步骤的侧视图；

图24示出了用于粘接单元堆垛的第二步骤的侧视图；

图25示出了用于粘接单元堆垛的第三步骤的侧视图；

图26示出了用于粘接单元堆垛的第四步骤的侧视图；

图27示出了朝向单元包在输送带上的放下的侧视图；

图28示出了朝向完成的单元包的俯视图；且

图29示出了第二剪切装置的备选的实施方式。

具体实施方式

在图1中以侧视图呈现了第一剪切装置1。在图1的左侧上存在第一储备设备2，其具有第一材料幅面3的储备。第一储备设备2可例如为预生产的单元，其包括带有例如用于电池单元8的阳极7的第一材料幅面3的压延母卷(Muttercoil)。压延的且缠绕成盘管的第一材料幅面3具有特别均匀的层厚且在尽可能恒定且限定的拉力下供应给第一剪切设备1，以便避免在第一材料幅面3中的褶裥(Faltenwurf)。第一剪切设备1包括下辊4、上辊5以及打孔单元6。在第一剪切装置1中进行的裁剪随后还更详细地阐释。在此处示出的实施方式中，第一材料幅面3具有宽度，其如此选择，以至于材料幅面3在裁剪期间可沿纵向方向分开，从而在第一剪切装置1同时产生两个第一材料幅面3a,3b，其随后可继续加工。备选于此处呈现的实施方式，在其中第一材料幅面3具有宽度，其相应于裁剪的第一材料幅面3a,3b的双倍宽度，然而也可容易地使用第一材料幅面3，其相应于裁剪的第一材料幅面3a,3b的一倍宽度或多倍宽度。在第二情况中，相应大量的分离截面沿材料幅面3的纵向方向设置。为了执行裁剪，下辊4可例如由硬化材料、如例如碳化钨或铬钢构成。打孔单元6以冲模(Stanze)的形式构造，其适用于将孔冲模到相应的分开的第一材料幅面3a,3b中。

在图2中以俯视图呈现了根据图1的第一剪切装置1。由左侧布置的第一储备设备2，第一材料幅面3向右供应给呈现的下辊4。第一材料幅面3具有阳极区域9和边缘10。阳极区域9以如下材料覆层，其适用于作为在电池单元8中的阳极7的以后的应用。所谓的阳极活性层。阳极的基底优选地是铜材料。在此可良好识别出的是，第一材料幅面3是在第一裁剪后的第一材料幅面3a,3b的双倍宽。下辊4具有旋转刀具(Rotationsmesser)11，其将纵向截面12在中间带入到材料幅面3中。随后，打孔单元6生成容纳孔13，其形成材料幅面3或分开的材料幅面3a,3b的限定的开始部位。

图3示出了本发明的一种备选的实施方式，在其中第一剪切装置1实施第一材料幅面3的较复杂的裁剪。在该实施方式中，在纵向伸延的纵向截面12旁边，横向伸延的分离截面(Trennschnitt)14、窗口截面(Fensterschnitt)15、两件式的导体截面(Ableiterschnitt)16以及运输孔17通过第一剪切装置1在第一裁剪的伸延中带入到第一材料幅面3中。对此仅需要将布置在下辊4中的旋转刀具11设计成带有相应的剪切轮廓。

在此重要的是，边缘10沿横向的方向在任何部位都未完全地分割。仅通过连贯的连接，边缘10可执行作为运输区段18的功能且沿第一材料幅面3的纵向方向接收且传递拉力。这样的运输力可例如借助于滚子传递到运输区段18上。备选地但是也可将机械元件接合到运输孔17中且如此第一材料幅面3连续地、快速地、无中断地且以较高的精确度输送。

此外，以窗口截面15带入的窗口19对于本发明而言具有意义，因为通过该窗口22处于其下或其上的材料幅面的剪切是可能的。

在该部位处已经带入的分离截面14沿纵向方向20以X + Δ₁的间距带入。这意味着，以后完成的阳极7具有X + Δ₁的长度。相应地，阳极7的宽度21具有Y + Δ₁的程度，其基本上相应于导体截面16的由边缘10远离且处于内部的区段的宽度。导体截面16的两个在运输区段18中并排布置的横向的区段已经限定电极的以后待生成的导体25的宽度，其在该情况中是阳极7。在容纳孔13仅在材料幅面3的第一次贴靠的情形中被需要时，运输孔17可连续地、也就是说在整个制造过程期间不仅用于驱动力的传递而且用于材料幅面3的非常精确的定位。

图4示出了第二材料幅面22，其经历第一裁剪，其基本上与在图3中阐释的裁剪相符。在该图中呈现的实施方式中区别在于，其为阴极23。对此，第二材料幅面22首先由第二储备设备26供应给第一剪切装置1。在此特别有效的是，多个第一剪切装置被并行使用，以便例如在阳极7的第一材料幅面3和阴极23的第二材料幅面22处同时实施第一裁剪。为了作为阴极23使用，带有边缘10的运输区段18和阴极区域24由相应的材料制成，其适用于电池单元8的阴极23。为此例如考虑含铝的基底作为用于阴极活性层的载体。对于阳极7的另一区别在于，阴极23沿纵向方向20的长度和其宽度21轻微小于根据图3的阳极7的沿纵向方向20的长度和宽度21。在呈现的实施方式中，阳极7以差别程度Δ₁大于阴极23。这不仅沿纵向方向20而且沿宽度21的方向适用。

在第一裁剪后产生的分离的第二材料幅面22a,22b可之后直接且彼此分离地继续加工。

在图5中呈现了另一第一剪切装置1，其由第三储备设备28供应以第三材料幅面27。第三材料幅面27为隔板29，其具有绝缘性质且适用于将阳极7和阴极23彼此电绝缘。第三材料幅面27又借助于下辊4和上辊5经历第一裁剪。同样设置有用于构造容纳孔13的打孔单元6。

图6在上方的区域中示出了朝向下辊4的下视图，其中打孔单元6未呈现。在下辊4中，在该实施方式中设置有旋转刀具11，其构造用于在第三材料幅面27的限定部位处带入横向的分离截面14，其中然而该分离截面14不在第三材料幅面27的整个宽度上延伸，而是使边缘10留空。由此在边缘10中在第三材料幅面27的两侧上产生运输区段18，其可接收拉力，由此第三材料幅面27的另一机械加工在连续的且未分割的状态中变得可能。此外由在该图中未呈现的打孔单元6将容纳孔13带入到第三材料幅面27中。

在图6的下方的区域中呈现了一种变型方案，在其中第三材料幅面27是隔板29的对于电池单元8所需的宽度的双倍宽。在该图中，下辊4可例如如此构造，以至于其除了横向的分离截面14以外实施纵向伸延的纵向截面12且第三材料幅面27根据长度划分成两个半部。对于电池单元8的可靠的运行有利的是，隔板29大于待绝缘的阳极7或阴极23。因此，隔板29从阴极23的之前描述的基础程度X和Y出发裁剪到Y + Δ₂的宽度和X + Δ₂的长度。在此，Δ₂是过量，隔板29应以其大于阴极23。

在图7中呈现了四个材料幅面，其应相叠共同引导至部分堆垛。在此由下向上是阳极7、隔板29、阴极23以及再次隔板29。所有材料幅面在呈现的状态中已经经历第一裁剪。

在图8中，以侧向上的视图呈现了随后的方法步骤。由左侧到来，分别在第一裁剪后的状态中以如下方式供应有第一材料幅面3、第二材料幅面22以及两个第三材料幅面27，使得第三材料幅面27布置在第一材料幅面3和第二材料幅面22之间且另一第三材料幅面在第二材料幅面22之上。四个材料幅面3,27,22在此经由引导器件30共同引导至部分堆垛31。在此，在部分堆垛31的右侧端部处作用有第一夹紧装置32且在部分堆垛31的左侧端部处作用有第二夹紧装置33。夹紧装置32和33的功能方式随后还深入阐释。部分堆垛31沿纵向方向20的继续运输通过运输销34实现，其接合到第一材料幅面3和第二材料幅面22的运输孔17中。运输销34由未呈现的驱动设备驱动且施加驱动力到相应的运输区段18上。对于材料幅面的第一次贴靠，此外设置有容纳销35，其接合到容纳孔13中且如此协调，以至于待新贴靠的材料幅面和来自第一裁剪的其截面轮廓在限定的位置中精确地被供应。在另外的伸延中，在其处联接有凸轮驱动器36，其一方面设计用于驱动运输销34或容纳销35且另一方面允许第一夹紧装置32和第二夹紧装置33到更右侧呈现的位置中的无问题的走过，在其处第三夹紧装置37贴靠到部分堆垛31处。

对此呈现的图9再次以俯视图示出了根据图8的部分堆垛31。在此可良好识别出第一夹紧装置31和第二夹紧装置33。再次同样可明显识别出，阳极7、阴极23和隔板29的运输区段18沿横向的方向、也就是说沿横向方向错位地布置。这尤其导致隔板29的运输区段18完全在窗口19内处于阳极7中或阴极23中。为了始终确保材料幅面的正确的横向的取向，设置有监控装置38，其例如构造为用于隔板29的宽度控制的位置识别或光学幅面棱边调节。

图10沿部分堆垛31的纵向方向20以截面图示出了第一夹紧装置32。在贴靠第一夹紧装置31的情形中两个抓具39在部分堆垛31上方和下方就位。

在图11中，第一夹紧装置32然后在闭合的状态中呈现，在其中抓具39互相行进且在此固定夹紧部分堆垛31。由此确保，在随后的加工中在材料幅面3,22,27之间不可出现相对运动。

图12示出了在打开的状态中在左侧上且在闭合的状态中在右侧上的第二夹紧装置33。在安置第二夹紧装置33时，多个抓具39由侧边到来移入到材料幅面3,22,27之间。在这实现之后，抓具39又互相运动，以便闭合第二夹紧装置33。

如图13中呈现的，抓具39在第二夹紧装置33的该实施方式中不同地构造。如此得出带有圆形的横截面的抓具39和带有矩形的横截面的抓具39。如果此时抓具39彼此行进，则圆形的抓具39由分别处于其之间的材料幅面(在该情况中其是隔板29的两个第三材料幅面27)以增加的程度缠绕。由此出现如下效果，即，第三材料幅面27的对于该缠绕所需的附加的路径长度由外被引导。如果此时首先闭合第一夹紧装置32且紧接着闭合第二夹紧装置33，则第三材料幅面27的松散的端部(其处于部分堆垛31的后方左侧的端部处)沿纵向方向20被追踪且因此向前或在图像平面中向右拉动。

图14示出了在经过凸轮驱动器36的情形中带有追踪的隔板29的部分堆垛31。运输销34在此驶出且与相对而置的凸轮齿轮40和部分堆垛31处于接合。通过转动凸轮驱动器36的两个凸轮齿轮40，部分堆垛31沿纵向方向20继续输送。第二运输销34在上方的凸轮齿轮40中在拉入的状态中呈现且还未与部分堆垛31处于接合。

在图15中以截面图示出了凸轮驱动器36的凸轮齿轮40。凸轮齿轮40具有可驶出的运输销34和凹口41。在运输销34用于接合到材料幅面的运输孔17中时，凹口41用于可使第一夹紧装置32和第二夹紧装置33无问题地走过凸轮齿轮40。运输销34的驶出或驶入可以以特别简单的方式借助于弯道42控制，通过与运输销34连接的板43借助于弹簧44挤压抵靠弯道42。在此，弯道42如此构造，以至于运输销34当在凸轮齿轮40的转动运动的行程中出现到运输孔17中的接合可能性时刚好才驶出。

图16以俯视图和侧视图示出了在凸轮驱动器36的走过的情形中的部分堆垛31。在此，第一夹紧装置32和第二夹紧装置33被安置。在隔板29中的横向的分离截面18在此一次以虚线且一次作为实线呈现。虚线示出了在贴靠第一夹紧装置32和第二夹紧装置33前的分离截面18的位置。在此，首先贴靠第一夹紧装置32且紧接着贴靠第二夹紧装置33。由此，隔板29的在贴靠第二夹紧装置33时所需的附加的路径长度仅由左侧出来、也就是说由第三储备设备28被追踪。相应于该附加地追踪的路径长度，虚线呈现的分离截面18向右朝向作为实线呈现的分离截面18的位置移动。这意味着，在连续的制造过程中给出第三材料幅面27的相比第一材料幅面3和第二材料幅面22的由第一储备设备2和第二储备设备26给出的长度更大的长度。由此可能的是，隔板29在制成的状态中不仅沿横向的方向伸出超过阳极7和阴极23，而且沿纵向方向20伸出超过其且由此确保安全的和可靠的绝缘。在图16的下方的区域中再次示出了该上方呈现的区段的侧视图。在此可良好识别出的是，第二夹紧装置33在安置状态中如何增大隔板29的路径长度。同样在该视图中可良好识别出的是，三个材料幅面3,22,27的运输区段18沿横向的方向明确地彼此分离地布置。此外同样在此隔板29的运输区段18如此程度地处于内部地、也就是说与边缘10远离地布置，以至于其处于窗口19内。运输区段18的侧向上、也就是说沿横向的方向错位的布置在此具有多个优点。如此运输销34可在一侧接合到阳极7的运输孔17中且在相对而置的侧接合到阴极22的运输孔17中。两个材料幅面3,22可由此同步地驱动，通过为此所需的驱动力传递到材料幅面3,22处，其通常作为拉力导入材料幅面3,22,27。

运输区段18的侧向上错位的布置的另外的优点可得到，当材料幅面3,22,27的运输区段18、如例如隔板29的运输区段18如此布置，以至于其处于如例如阳极7或阴极23的相邻的材料幅面3,22的至少一个窗口19上时。在该实施方式中可能的是，在窗口19内的任意的部位分离隔板29。更确切地说，对此其运输区段18在该在窗口19内可自由选择的位置中沿横向的方向分割。对此必须仅在第一裁剪中由第一剪切装置1带入到隔板29中的分离区段14相应地定位在窗口19内。如果这如图中所示那样实现，此时还在隔板中出现的运输区段18可非常简单地由此横向分割，通过分离截面18延长直至隔板29的侧向上的边缘。这可非常简单地借助于第二剪切装置45执行，其例如构造为滚动冲孔-或滚动剪切装置。在该第二裁剪的范畴中然后尤其同样还可能的是列举另外的步骤，如例如导体25通过延长导体截面16直至边缘的自由剪切或阳极7和阴极23的侧向上的运输区段18通过沿部分堆垛31的纵向方向的截面的分离。

在图17中以俯视图呈现了第二剪切装置45。借助于该第二剪切装置45实施第二裁剪，在其中部分堆垛31此时还沿横向的方向分开。在此，直至该点使用的运输区段18分离。在此处呈现的状态中，分离堆垛31同时由此处未呈现的第一、第二和第三夹紧装置32,33,37保持。分离截面14在此由于安置的第二夹紧装置33由虚线示出的初始位置向右移动到以实线呈现的位置中。

第二剪切装置45具有第一滚子46和第二滚子47，其与各一个配对滚子48共同作用。在此，第一滚子46剪切阳极7和隔板29的一侧。第二滚子47剪切阴极23和隔板29的另一侧。隔板29的剪切实现，通过在窗口19的区域中通过隔板29的分离截面14横向延长，从而从循转的隔板29此时出现沿纵向方向划分的单个的隔板29。通过窗口19才可能的是，将隔板29由电极分离地剪切。

此外，阳极7和阴极23完成剪切，通过相应的导体截面16由第一滚子46或由第二滚子47或者横向地向外朝向边缘10延长或者通过沿纵向方向伸延的纵向截面分割。通过纵向截面，然后条带49分离。两个截面、也就是说沿横向的方向和沿纵向方向还可同时实施。

图18以放大视图示出了第一滚子46。滚子46在此具有凹口41，从而第一和第二夹紧装置可无问题地经过其。此外，设置有用于延长在隔板29中的分离截面14的隔板刀具50和用于延长导体截面16的导体刀具50。

此外，在滚子46,47,48中的一个处设置有径向布置的刀具，以便在相同的工作过程中分离条带49。

在图19中还一次呈现了第一滚子46共同连同配对滚子48，在其之间存在部分堆垛31。不仅配对滚子48而且第一滚子46具有凹口41，以便确保第一夹紧装置32和第二夹紧装置33的无问题走过。此外，第一滚子46具有运输销34，其接合到阳极7或阴极23的运输区段18中且负责安全的运输，只要运输区段18还未分离。为了执行第二裁剪，第一滚子46具有隔板刀具50和两个导体刀具51，利用其可延长在隔板29中的分离截面14且释放导体25。

在图20中呈现了朝向第二剪切设备45的俯视图。在此由左向右观察首先第三夹紧装置37与第一夹紧装置32和第二夹紧装置33同时激活。在部分堆垛31向右的运动的另外的伸延中，然后首先第二夹紧装置33和之后第一夹紧装置32松脱，从而追踪的隔板29从在第二夹紧装置33中的缠绕的位置可返回运动到平坦的位置且平行于阳极7或阴极23。在此，然后隔板29的沿纵向方向20观察后方的分离截面14由相应的导体25运动远离且由此安全地同样沿纵向方向20伸出超过阳极7或阴极23。

在第一夹紧器件32和第二夹紧器件33的松脱后，它们然后借助于输送带52返回行进到其初始位置中，在其处它们重新可安置到部分堆垛31处。同时，抓取器件53贴靠到部分堆垛31处，以便使其在第三夹紧器件37的松脱后继续运输到储藏室54且可在那里堆垛。同样，抓取器件53工作，如同样在循环的方法中的夹紧装置32,33和37，以便能够实现单元堆垛57的快速的且连续的制成。

图21以侧视图示出了第三夹紧装置37。同样，第三夹紧装置37具有大量夹紧元件55，其固定在第二输送带56处，其中第二输送带56以相同的速度运动，以该速度部分堆垛31由第一夹紧装置32和第二夹紧装置33递交。在部分堆垛31递交到抓取器件53处后，夹紧元件55然后向下或上运动且在对向的运动中又向左运动，以便在那里重新安置到随后的部分堆垛31处。作为下一步骤，抓取器件53将部分堆垛31引导至储藏室54，在其处多个部分堆垛31相叠堆垛成单元堆垛57。

因为部分堆垛31由四个材料幅面构成，其包括阳极7、隔板29、阴极22和另一隔板29且由下向上以该顺序相叠布置，首先单个隔板29置入到空的储藏室54中。这用于通过该单个的隔板29避免在部分堆垛31中处于下方的阳极7与另外的构件的电接触。为了该目的，在储藏室54处单个的隔板29的储备保持在容纳部58中。当因此例如借助于虹吸管开始填充空的储藏室54时，供应装置59在此每次，作为第一材料幅面将隔板29置入到储藏室54中。一旦单元堆垛57补足，储藏室54移动且通过另一空的储藏室54替换。当该第二储藏室54被填充时，在第一储藏室54中的单元堆垛57可连接至单元包60且之后运走。在较高的制成速度的情形中也可使用多个储藏室54。对此例如可布置有两个附加的储藏室54，其平行于第一两个储藏室布置且可借助于起传递作用的抓取器件53以部分堆垛31填充。其中同样附加的储藏室54在供应装置59的空的状态中可预先装备有隔板29。由此制成可无中断地且以高速继续。

图22以俯视图在左侧示出了在输送带61上带有单元堆垛57的填充的储藏室54。右侧其旁边呈现了在输送带61上的完成的单元包60，其准备用于运走。滑块62用于将单元堆垛57以胶带63连接至固定的单元包60。在此，单元堆垛57在储藏室54内保持在其端侧64，在其处同样存在导体25。

在图23中呈现了用于粘接的第一步骤。在此滑块62首先侧向上向外行进且四个胶带63借助于粘接牵引器65由胶带滚子66拉走。

在图24中呈现了第二步骤，在其中滑块62驶近单元堆垛57且胶带63侧向上按压到其处。在此，胶带63同时以刀具67剪切，其布置在滑块62处。在剪切期间，粘接牵引器65同时作为用于刀具67的配对支架起作用。

图25示出了，滑块62如何紧接着继续沿单元堆垛57的方向行进且在此剪切的胶带63如何按压到单元堆垛57处，从而单元包60出现。

紧接着，如在图26中呈现的，如此生成的单元包60放下到运输带61处且运走。

图27示出了，对此储藏室54的底部71如何通过摆动离开向下打开且滑块如何将单元包60放下到运输带61上。

图28示出了带有导体25和包围的胶带63的完成的单元包60。

最终，在图29中呈现了备选的实施方式，其可执行第一和第二夹紧装置32,33以及第二剪切装置45的功能。示出了部分堆垛31，其已经走过第一剪切装置1且此时由凸轮驱动器36运输至第二剪切装置45。在此，下辊4得到应用，其例如可构造为带有由橡胶构成的成型模具(Formstempel，有时也称为成型冲具)68的凸轮驱动的配对辊。成型模具68在此如此设计，以至于当隔板29的分离截面14驶入第二剪切装置45中时，部分堆垛31经由近似椭圆的、非圆形的成型模具68迫使到弯曲的运动轨道69中。在此生成的弯曲再次加强，通过成型模具68在该位置中附加地通过销70沿部分堆垛31的方向变形。由此可生成材料幅面3,22,27的弯曲，其在该状态中同样促使该材料幅面3,22,27相对彼此的移动。如果此时将隔板29在该位置中与布置在上辊5处的隔板刀具50分离，则获得隔板29，其长于处于其之下的阳极7或阴极23。紧接着，导体截面16可以以随后的导体刀具51实施，其中部分堆垛31在上辊5和下辊4的该转动位置中不经历弯曲，因为在该随后的转动位置中成型模具68未贴靠在部分堆垛31处。这意味着，导体截面16以导体刀具51在直的且拉伸的部分堆垛31处实施。

利用本发明可能的是，可以在设施中实施四个工作步骤。这些工作步骤包括纵向剪切、横向剪切、堆垛和粘接或单元堆垛的粘上。

此外可实现非常高的堆垛速度，其中优选地四个材料幅面连续地由夹紧装置32,33,37或由抓取器件53固定，由此可实现非常高的位置和制造准确度。

材料幅面同样不必首先分开且然后又接合在一起，由此仅需要非常少的材料处理且实现相对于例如Z折叠的非常良好的材料充分利用。

由于高位置准确度，也可可靠地确保相对于阴极23例如6mm的对于隔板29所需的过量。

最终，也可省略否则常见的叠层过程，由此可省略昂贵的能够叠层的隔板29的使用。

参考符号列表

1 第一剪切装置

2 第一储备设备

3 第一材料幅面

3a,3b 分开的第一材料幅面

4 下辊

5 上辊

6 打孔单元

7 阳极

8 电池单元

9 阳极区域

10 边缘

11 旋转刀具

12 纵向截面

13 容纳孔

14 分离截面

15 窗口截面

16 导体截面

17 运输孔

18 运输区段

19 窗口

20 纵向方向

21 宽度

22 第二材料幅面

22a,22b 分开的第二材料幅面

23 阴极

24 阴极区域

25 导体

26 第二储备设备

27 第三材料幅面

28 第三储备设备

29 隔板

30 引导器件

31 部分堆垛

32 第一夹紧装置

33 第二夹紧装置

34 运输销

35 容纳销

36 凸轮驱动器

37 第三夹紧装置

38 监控装置

39 抓具

40 凸轮齿轮

41 凹口

42 弯道

43 板

44 弹簧

45 第二剪切装置

46 第一滚子

47 第二滚子

48 配对滚子

49 条带

50 隔板刀具

51 导体刀具

52 输送带

53 抓取器件

54 储藏室

55 夹紧元件

56 第二输送带

57 单元堆垛

58 容纳部

59 供应装置

60 单元包

61 运输带

62 滑块

63 胶带

64 端侧

65 粘接牵引器

66 胶带滚子

67 刀具

68 成型模具

69 运动轨道

70 销

71 底部

Claims (12)

1.一种用于制造用于电池单元(8)的单元堆垛(57)的方法，其至少具有如下步骤：

a) 供应由第一材料构成的至少一个第一材料幅面(3)；

b) 在构造至少一个抗拉的运输区段(18)的情况下实施对于至少所述第一材料幅面(3)的第一裁剪；

c) 将所述第一材料幅面(3)与由第二材料构成的至少一个第二材料幅面(22)共同引导至部分堆垛(31)；

d) 实施所述部分堆垛(31)的第二裁剪，其中所述运输区段(18)被分开；

e) 将至少两个部分堆垛(31)布置成单元堆垛(57)。

2.根据前述权利要求所述的方法，其中，所述第一材料幅面(3)和所述第二材料幅面(22)以不同的尺寸来裁剪。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在裁剪时在所述材料幅面(3,22,27)中、尤其在所述运输区段(18)中创造运输接合器件(13,17)或窗口区段(19)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述部分堆垛(31)由至少四个材料幅面(3,27,22,27)形成。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在裁剪至少两个材料幅面(3,22)时，构造导体(25)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述单元堆垛(57)以连接器件(63)连接成单元包(60)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在将所述部分包(31)布置成所述单元堆垛(57)时，至少一个附加的材料幅面(27)布置在所述单元堆垛(57)中。

8.一种带有根据前述专利权利要求中任一项所述制造的单元堆垛(57)的电池单元(8)。

9. 一种带有至少一个根据前述专利权利要求中任一项所述的电池单元(8)的机动车。

10.一种用于制造单元堆垛(57)的装置，其带有用于至少一个第一材料幅面(3)和第二材料幅面(22)的至少两个储备设备(2,26,28)、用于裁剪所述材料的至少一个第一剪切装置(1)和第二剪切装置(45)、用于输送所述材料幅面(3,22,27)的运输装置(32,33)、用于共同引导所述材料幅面(3,22,27)的设备(30)、以及堆垛装置(54)，其中

所述第一剪切装置(1)在材料幅面(3,22,27)处生成至少一个抗拉的运输区段(18)，

所述第二剪切装置(45)沿纵向方向(20)布置在用于共同引导所述材料幅面(3,22,27)的设备(30)后，且构造用于

生成所述材料幅面(3,22,27)的完全横向的分离。

11.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述第一剪切装置(1)构造用于平行裁剪至少两个材料幅面(3,22,27)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一剪切装置(1)构造用于将至少一个材料幅面(3,22,27)平行于纵向方向(20)分开成大量材料幅面。

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